Question

19．“分解過氧化氫制氧氣的反應(yīng)中二氧化錳的催化作用”，以及“尋找新的催化劑”研究性實驗，引起了化學(xué)探究小組的興趣．
【實驗探究一】

實驗步驟	實驗現(xiàn)象
Ⅰ．分別量取5mL5%過氧化氫溶液放入A、B兩支試管中，向A試管中加入ag氧化鐵粉末，并分別在A、B兩支試管中插入帶火星木條，觀察現(xiàn)象．	A試管中產(chǎn)生氣泡，帶火星木條復(fù)燃，B試管中無明顯現(xiàn)象．
Ⅱ．待A試管中沒有現(xiàn)象發(fā)生時，重新加入過氧化氫溶液，并把帶火星的木條伸入試管，如此反復(fù)多次實驗，觀察現(xiàn)象．	試管中均產(chǎn)生氣泡，帶火星木條均復(fù)燃．
Ⅲ．將實驗Ⅱ中的剩余物小心過濾，并將所得慮渣進行洗滌、干燥、稱量，所得固體質(zhì)量仍為ag．
Ⅳ．分別量取5mL5%過氧化氫溶液放入C、D兩支試管中，向C試管中加入ag氧化鐵粉末，向D試管中加入ag二氧化錳粉末，觀察現(xiàn)象．

【實驗結(jié)論】
（1）A中產(chǎn)生的氣體是氧化鐵能加快過氧化氫溶液分解生成氧氣的速率；
（2）實驗Ⅱ、Ⅲ證明：氧化鐵的化學(xué)性質(zhì)和質(zhì)量在反應(yīng)前后均沒有發(fā)生變化，可以作過氧化氫分解的催化劑；
（3）寫出氧化鐵催化過氧化氫分解的化學(xué)方程式2H₂O₂$\frac{\underline{\;Fe_{2}O_{3}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
【實驗評價】
（1）設(shè)計實驗Ⅰ的目的是氧化鐵與二氧化錳哪一個更適合做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑；
（2）若實驗Ⅳ觀察到D試管中產(chǎn)生氣泡的速率更快，由此你可以得到的結(jié)論是二氧化錳更適合做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑．
【實驗探究二】影響化學(xué)反應(yīng)的速率除了催化劑以外，還有其它因素嗎？以下是另一實驗小組探究影響反應(yīng)速率部分因素的相關(guān)實驗數(shù)據(jù)．

實 驗 序 號	H2O2溶 液濃度/%	H2O2溶液體積/mL	溫度/℃	MnO2用量/g	收集氧氣的體積/mL	反應(yīng)所需 的時間/s
①	5	1	20	0.1	4	16.75
②	15	1	20	0.1	4	6.04
③	30	5	35	0	2	49.21
④	30	5	55	0	2	10.76

（5）通過實驗①和②對比可知，化學(xué)反應(yīng)速率還與過氧化氫溶液的濃度有關(guān)；從實驗③和④對比可知，化學(xué)反應(yīng)速率與溫度的關(guān)系是：溫度越高，化學(xué)反應(yīng)速率越快．

Answer 1

分析 【實驗結(jié)論】（1）根據(jù)實驗現(xiàn)象可知氧化鐵能加快過氧化氫溶液分解生成氧氣的速率進行解答；
（2）根據(jù)實驗Ⅱ、Ⅲ證明：氧化鐵的質(zhì)量和化學(xué)性質(zhì)在反應(yīng)前后均沒有發(fā)生變化，可以作過氧化氫分解的催化劑進行解答；
（3）根據(jù)氧化鐵催化過氧化氫分解生成水和氧氣進行解答；
【實驗評價】（1）根據(jù)二氧化錳也能做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑進行解答；
（2）根據(jù)若實驗Ⅳ觀察到D試管中產(chǎn)生氣泡的速率更快，由此你可以得到的結(jié)論是二氧化錳更適合做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑進行解答；
【實驗探究二】根據(jù)①②是過氧化氫濃度不同而其他條件相同，這種設(shè)計是驗證反應(yīng)物濃度對反應(yīng)速度的影響；③④則是溫度不同其他條件相同，是對溫度影響化學(xué)反應(yīng)速度的探究進行解答．

解答 解：【實驗結(jié)論】（1）根據(jù)實驗現(xiàn)象可知氧化鐵能加快過氧化氫溶液分解生成氧氣的速率；
（2）實驗Ⅱ、Ⅲ證明：氧化鐵的化學(xué)性質(zhì)和質(zhì)量在反應(yīng)前后均沒有發(fā)生變化，可以作過氧化氫分解的催化劑；
（3）氧化鐵催化過氧化氫分解生成水和氧氣，化學(xué)方程式為：2H₂O₂$\frac{\underline{\;Fe_{2}O_{3}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
【實驗評價】（1）二氧化錳也能做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑，所以設(shè)計實驗Ⅳ的目的是氧化鐵與二氧化錳哪一個更適合做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑；故填：氧化鐵與二氧化錳哪一個更適合做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑；
（2）若實驗Ⅳ觀察到D試管中產(chǎn)生氣泡的速率更快，由此你可以得到的結(jié)論是二氧化錳更適合做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑；故填：二氧化錳更適合做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑；
【實驗探究二】從表中分析可知：①②是過氧化氫濃度不同而其他的反應(yīng)時各種量均相同，可知這一過程是考查反應(yīng)物的濃度與反應(yīng)速度的關(guān)系；③④則是溫度不同其他條件相同，明顯是對溫度影響化學(xué)反應(yīng)速度的探究，且對比可知，溫度越高，化學(xué)反應(yīng)速率越快．
故答案為：【實驗結(jié)論】（1）氧化鐵能加快過氧化氫溶液分解生成氧氣的速率；
（2）化學(xué)性質(zhì)；質(zhì)量；
（3）2H₂O₂$\frac{\underline{\;Fe_{2}O_{3}\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
【實驗評價】
（1）氧化鐵與二氧化錳哪一個更適合做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑；
（2）二氧化錳更適合做過氧化氫分解生成氧氣的催化劑；
【實驗探究二】過氧化氫溶液的濃度；③；④；溫度越高，化學(xué)反應(yīng)速率越快．

點評 此題考查了催化劑的特點與催化作用，以及實驗室中制取氧氣的反應(yīng)原理來解答此題，鍛煉了學(xué)生分析問題解決問題能力．